Wszechświat - puzzle online

Wszechświat

Wszechświat (łac. universum) – wszystko, co istnieje fizycznie: cała czasoprzestrzeń oraz wszystkie wypełniające ją formy energii jak materia i pola fizyczne; synonim słów „natura” i „przyroda”. Bywa utożsamiany ze światem i rzeczywistością – niektóre doktryny filozoficzne twierdzą, że nie istnieje nic innego; przykłady takich stanowisk to fizykalizm, materializm i niektóre inne formy empiryzmu.

Wszechświat jest też znany jako Kosmos, ale ten drugi termin ma też węższe znaczenie: może oznaczać przestrzeń pozaziemską, otaczającą atmosferę Ziemi, czyli przestrzeń kosmiczną oraz wypełniające je ciała niebieskie inne niż Ziemia. Przykładowo lot kosmiczny to lot pozaziemski, jego pasażer to kosmonauta, hipotetyczne istoty pozaziemskie to kosmici, a promieniowanie kosmiczne pochodzi spoza Ziemi.

Wszechświat badają wszystkie nauki empiryczne – te przyrodnicze i opisowa (pozytywna) część nauk społecznych; czerpią one z nauk formalnych jak matematyka oraz z pewnych działów filozofii. Kosmos we wspomnianym wąskim sensie badają nauki kosmiczne jak astrofizyka z astronomią i planetologia; nauki te korzystają m.in. z technologii lotów kosmicznych: astronautyki. Kosmologia fizyczna bada Wszechświat wyłącznie jako całość, w największej skali, bez analizowania wewnętrznej budowy jego części, co robią inne działy astrofizyki i pozostałe nauki empiryczne. Kosmologia rozumiana szeroko oznacza wszelkie doktryny o budowie Wszechświata, nie tylko te ściśle naukowe, ale i filozoficzne, religijne czy mityczne.

Ogólne właściwości Wszechświata pozostają nieznane, ponieważ jego widzialna część jest otoczona horyzontem kosmicznym – obszar za nim oddala się szybciej niż światło w próżni, co zgodnie z teorią względności uniemożliwia tamtejszym cząstkom zbliżanie się do Ziemi. Zbadano jednak podstawowe cechy obserwowalnej części Wszechświata:

podlega on prawom; te najbardziej podstawowe, które nie redukują się do żadnych głębszych potwierdzonych prawideł to:

model standardowy cząstek elementarnych;

ogólna teoria względności Einsteina opisująca czasoprzestrzeń i ciążenie;

zasady termodynamiki.Do tej pory (2023) potwierdza się podstawowa zasada kosmologiczna, czasem zwana pierwszą lub słabą – mówiąca, że prawa fizyki są jednakowe w całym obserwowalnym Wszechświecie;nie znaleziono też odstępstw od silniejszej zasady kosmologicznej – obserwowalny Wszechświat w dużej skali wydaje się jednorodny (homogeniczny) i izotropowy, tj. nie ma wyróżnionych miejsc ani kierunków – wykazuje symetrie przesuwne (translacyjne) i obrotowe (rotacyjne). Ta pierwsza właściwość implikuje pewną postać zasady kopernikańskiej;

obserwowalny Wszechświat rozszerza się; innymi słowy podlega ekspansji – ilościowo opisuje to prawo Hubble’a-Lemaître’a;

w przeszłości, kiedy obszar obserwowalny był znacznie mniejszy, ilość wypełniającej go materii była zbliżona – nie powstawała spontanicznie w toku dziejów, co postulowała kosmologia stacjonarna;

oznacza to, że gęstość obserwowalnego Wszechświata była znacznie większa – nie istniały w nim gwiazdy ani atomy, a jedynie pierwotna plazma; ten etap ewolucji jest znany jako Wielki Wybuch, a czas od niego bywa nieprecyzyjnie nazywany wiekiem Wszechświata; jest szacowany na kilkanaście miliardów lat.Skład materialny obserwowalnego Wszechświata nie jest dokładnie znany. Standardowy model kosmologiczny znany jako Lambda-CDM (z ang. cold dark matter) zakłada, że większość jego energii to ciemna energia, a pozostała część energii, mająca masę, to w większości ciemna materia, zbudowana z nieznanych cząstek. Pozostała materia jest znana jako zwykła i tworzą ją cząstki opisane modelem standardowym; kilkadziesiąt z nich jest wedle obecnej wiedzy fundamentalnych, tj. nie stwierdzono ich wewnętrznej budowy. Łączą się one w kilkaset cząstek złożonych (hadronów), z których dwie – proton i neutron – są stabilne i tworzą jądra atomowe, inaczej nuklidy. Są one budulcem większości ciał obserwowanych przez ludzkość – materii skondensowanej jak plazma gwiazdowa oraz atomy budujące Ziemię, inne planety, planetoidy, inne asteroidy i meteoroidy. Ciała tego typu łączą się grawitacyjnie w większe struktury jak układy planetarne, galaktyki i ich gromady. Obserwowalny Wszechświat oprócz takich zwartych obiektów zawiera też różne postacie promieniowania, np. to pochodzące z gwiazd oraz promieniowanie tła, np. mikrofalowe i neutrinowe.

Wszechświat pozostaje przedmiotem spekulacji:

nieustannie poszukuje się bardziej podstawowych praw fizyki – dokładniejszych i głębszych modeli oddziaływań; hipoteza redukcjonizmu mówi, że podstawowe prawa fizyki stoją za wszystkimi zjawiskami, przez co hipotetyczne opisy wszystkich sił bywają nazywane teoriami wszystkiego;

powstały hipotezy o globalnej budowie Wszechświata, np. kształcie obszaru poza horyzontem;

Wielki Wybuch doczekał się szeregu interpretacji, możliwych wyjaśnień i scenariuszy wcześniejszych dziejów; pytanie o to, czy czas miał początek, pozostaje bez odpowiedzi;

przyszłość Wszechświata również nie jest znana – ekstrapolacja drugiej zasady termodynamiki sugeruje śmierć cieplną, a inne prawa przewidują Wielki Kolaps (implozję);

przedmiotem sporu jest też, czemu Wszechświat w ogóle istnieje; problem ten jest znany jako pytanie Leibniza: dlaczego istnieje raczej coś niż nic?